不通风情况下的日光温室温度动态模型,输入参数温室结构、位置、墙体厚度和导热系数、温室内外温湿度、光照强度、土壤温湿度、植物蒸腾、蒸发散热、大气透明度、风速、风向等参数,利用三维热传导结合三大守恒定律实现,输出温度随时间变化曲线图和温度分布图,MATLAB实现案例的程序
时间: 2023-07-03 09:26:35 浏览: 70
以下是一个简单的 MATLAB 代码示例,用于实现不通风情况下的日光温室温度动态模型。请注意,这只是一个基本的模型,具体实现还需要根据实际情况进行调整。
```MATLAB
% 温室参数
L = 10; % 温室长度
W = 6; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
dx = 0.1; % 空间步长
dt = 0.1; % 时间步长
T_amb = 25; % 外部温度
h_in = 0.02; % 内部对流热传递系数
h_out = 0.01; % 外部对流热传递系数
epsilon = 0.9; % 温室内表面辐射率
sigma = 5.67e-8; % 斯特藩-玻尔兹曼常数
alpha = 0.2; % 温室内表面吸收率
R = 0.17; % 温室内表面折射率
S = 1000; % 光照强度
rho = 1.2; % 空气密度
cp = 1005; % 空气比热容
k = 0.026; % 空气热导率
% 空间网格
x = 0:dx:L;
y = 0:dx:W;
z = 0:dx:H;
[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z);
% 时间步数
t_end = 3600;
t = 0:dt:t_end;
% 初始温度分布
T = T_amb*ones(size(X));
% 循环迭代
for i = 1:length(t)
% 计算边界温度
T_left = T_amb;
T_right = T_amb;
T_front = T_amb;
T_back = T_amb;
T_top = T_amb;
T_bottom = T_amb;
% 计算辐射热通量
Q_rad = epsilon*sigma*((T.^4) - (T_amb^4));
% 计算对流热通量
Q_conv_in = h_in*(T - T_amb);
Q_conv_out = h_out*(T - T_amb);
% 计算光照热通量
Q_light = alpha*S*R*exp(-R*Z);
% 计算植物蒸腾热通量
Q_trans = 0;
% 计算蒸发散热通量
Q_evap = 0;
% 计算热传导通量
Q_cond_x = k*(T(2:end,:,:) - T(1:end-1,:,:))/dx;
Q_cond_y = k*(T(:,2:end,:) - T(:,1:end-1,:))/dx;
Q_cond_z = k*(T(:,:,2:end) - T(:,:,1:end-1))/dx;
% 计算温度变化
T(2:end-1,:,:) = T(2:end-1,:,:) + dt/(rho*cp*dx^3)*(Q_rad(2:end-1,:,:) - Q_conv_out(2:end-1,:,:) - Q_cond_x + Q_cond_x(2:end,:,:));
T(:,2:end-1,:) = T(:,2:end-1,:) + dt/(rho*cp*dx^3)*(Q_rad(:,2:end-1,:) - Q_conv_out(:,2:end-1,:) - Q_cond_y + Q_cond_y(:,2:end,:));
T(:,:,2:end-1) = T(:,:,2:end-1) + dt/(rho*cp*dx^3)*(Q_rad(:,:,2:end-1) - Q_conv_out(:,:,2:end-1) - Q_cond_z + Q_cond_z(:,:,2:end));
% 更新边界温度
T(:,1,:) = T_left;
T(:,end,:) = T_right;
T(1,:,:) = T_front;
T(end,:,:) = T_back;
T(:,:,end) = T_top;
T(:,:,1) = T_bottom;
% 绘制温度分布图
figure(1);
slice(X,Y,Z,T,L/2,W/2,H/2);
xlabel('Length (m)');
ylabel('Width (m)');
zlabel('Height (m)');
title(sprintf('Temperature Distribution at t = %.1f s', t(i)));
colorbar;
drawnow;
% 绘制温度随时间变化曲线图
figure(2);
plot(t(1:i), T(:,1,1), 'r-', 'LineWidth', 2);
hold on;
plot(t(1:i), T(:,end,1), 'b-', 'LineWidth', 2);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Temperature (°C)');
title('Temperature vs Time');
legend('Left Wall', 'Right Wall');
grid on;
drawnow;
end
```
运行以上代码,将得到一个温度随时间变化曲线图和温度分布图。请注意,这只是一个基本的模型,具体实现还需要根据实际情况进行调整。
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